引用本文： 王麗輝, 徐紀文, 葉曉來, 周洪語, 劉強強, 馬軍峰. 基于立體腦電圖的島葉功能分析. 癲癇雜志, 2015, 1(3): 193-197. doi: 10.7507/2096-0247.20150030 復制
癲癇的定位診斷在癲癇外科中尤為重要，解剖-電-臨床之間的密切關系為癲癇的定位診斷提供了有力證據和極高的推斷價值。島葉癲癇在過去一直被人們忽視，直至近幾年才逐漸引起人們注意，但常又有過于泛島葉化的趨勢。因此，明確島葉的生理功能對于島葉癲癇的診斷鑒別有著重要意義。
島葉作為大腦五大腦葉之一，其功能卻并不為大多數人所熟稔。究其原因，多與其解剖特殊性有關。島葉呈倒立的三角錐形外觀，位于外側裂深部，上方覆之以額蓋、顳蓋和頂蓋。且其表面被大腦中動脈及其分支血管所構成的血管墻所覆蓋，錯綜復雜，外科操作棘手。島葉皮質分別以上、前、下環島溝為界區分于周圍腦葉，上環島溝與前環島溝的交點為前島點，與下環島溝的交點為后島點。島葉上有一條明顯的，也是島葉上最深的腦溝，即島葉中央溝，此溝在影像學上的顯像率為100%，中央溝將島葉分為前小葉和后小葉。前小葉(3~5個島回)由3個主要的島短回(前、中、后短回)和島橫回、島附回組成，島橫回及島附回形成島極，3個主要的島短回構成島頂，是離大腦皮層最近的區域；后小葉由2個長回(前長回及后長回)構成。島葉皮質下白質為最外囊，兩側覆蓋屏狀核、外囊、殼核和蒼白球[1-3]。
在我科部分患有藥物難治性癲癇的患者，因病情需要，行立體定向電極置入，其中部分電極觸點位于島葉，在監測過程中對患者島葉電極觸點進行電刺激。結合患者電極觸點位置及電刺激臨床表現，對島葉進行功能評定。
資料與方法
1 一般情況
2013年12月-2015年9月因藥物難治性癲癇行立體腦電圖檢查患者共90例，根據病情需要其中12例患者部分電極觸點置入或恰巧位于島葉上(圖 1)。12例患者中男8例，女4例，年齡10~29歲；病史7~22年。正規服用3種及3種以上抗癲癇藥物控制不佳。發作形式主要有單純部分性發作、復雜部分性發作及繼發GTCS發作；發作頻率為數次/天~數次/月不等。島葉影像學上均未見明顯異常，視頻腦電監測未能明確定位，需行顱內立體定向電極置入術以進一步確認致癇灶起源。
圖1
經島葉電極觸點還原于MRI上
2 入組標準
行SEEG電極置入后，納入位于島葉上的所有觸點，并且排除電刺激時出現后放電的觸點[4]。
3 Brain mapping數據獲得
影像資料的獲得:飛利浦3.0 T頭顱三維磁共振，包括T1序列、T2序列及Flair序列，2 mm無間距軸位薄掃及頭顱磁共振動靜脈成像(MRI、MRV)。腦功能電刺激，由擁有豐富經驗的醫生實施，使用OSIRIS Neuro Stimulator刺激儀，采用雙相波，波寬50~200μs，頻率50 Hz，刺激時間10 s，脈沖80 V，給予最大刺激電流18 mA，最小刺激電流1 mA，記錄刺激的觸點、電流大小、后放電情況以及相應的臨床表現。
4 數據的處理和利用
患者顱內立體定向電極置入后，行長程視頻腦電監測，在監測過程中選擇適當的時候進行電刺激，將刺激結果記錄在案。根據患者MRI、CT將對應的觸點還原至每個患者相應的解剖位置，做散點圖。
結果
12例藥物難治性癲癇患者經無創術前評估，內外科聯合討論制定埋藏方案進行埋藏后，23根電極有部分觸點位于島葉，觸點共計176個，其中22個觸點因刺激時出現后放電被排除, 入組觸點總數為154個。島葉島中央溝在影像學上100%顯現(圖 2)，以島中央溝為界，將島葉分為前島和后島，觸點多集中于前島中、后短回及后島前長回，患者島葉立體定向電極的位置及相應的癥狀進行統計分析，見表 1。
圖2
島葉結構在MRI上的顯現?A?前島葉; B?后島葉; C?島中央溝; D?前環島溝; E?上環島溝; F?下環島溝
表1
患者島葉立體定向電極的位置及相應癥狀的統計
經電刺激后共有29個觸點(18.83%)可刺激出感覺異常；12個觸點(7.79%)出現喉部不適；4個觸點(2.60%)出現呼吸改變；4個觸點(2.60%)出現情緒變化；8個觸點(5.20%)出現惡心嘔吐、心慌；10個觸點(6.50%)出現腹部不適；4個觸點(2.60%)出現癡笑；3個觸點(1.95%)出現失語；出現認知的改變有2個觸點(1.30%)。在島葉經電刺激出現癥狀的所有觸點里，內臟的運動和感覺所出現癥狀的觸點共計38個(24.68%)，大部分集中于島葉中部。這些癥狀包括咽喉部的不適(緊縮感)、唾液腺的大量分泌，呼吸改變乃至恐懼、窒息感，或出現胸骨后、腹部的壓迫感和/或伴有惡心心慌。以上結果還原于影像上即表現如圖 3。
圖3
不同臨床癥狀在島葉上的分布位置
討論
我們所選取島葉上的觸點部分于電刺激后出現臨床癥狀，排除出現后放電的觸點，認為電刺激該觸點時的癥狀產生于觸點接觸的局部解剖部位。對島葉中后部，即前島中短回、前島前短回后半部和后島前長回前部進行電刺激時，可出現軀體的麻木，部分區域可引起喉部緊縮感、腹部不適、惡心、心慌等內臟感覺癥狀。根據島葉細胞構筑的特點，島葉中央區主要為乏顆粒區，聯系纖維主要投射到第二軀體感覺區、杏仁核、紋狀體、額葉等區域，島葉后部多為顆粒區，同樣投射至第二軀體感覺區等其他區域[5-8]，故我們推測刺激島葉中后部應該會出現軀體感覺癥狀、部分額葉癥狀以及與杏仁核功能相關的心慌等自主神經功能癥狀。我們于島葉中后部刺激的結果也證實了這點。Stephani等[9]對島葉中后部進行電刺激的結果與我們的結果相類似，刺激島葉中后部引起了軀體感覺、熱痛知覺、內臟感受及味覺的改變。Craig [10]在總結以往mapping結果后發現進行該區域的電刺激后, 內臟感覺、軀體感覺會隨著胃運動、呼吸、心率等變化而發生改變。
我們在前島中部近上環島溝處給予電刺激，患者出現發聲困難、運動性失語的情況。以往有研究提示島葉在解剖結構上與Broca區、弓狀束和聽覺語言區關系密切，且島葉與顳葉存在傳入、傳出纖維的密切聯系[11]，而我們知道左側顳葉也是基本語言功能區。另外，局限于前島部的腦卒中患者可出現發音啟動困難、非流利性語言障礙及復述障礙，說明前部島葉直接參與語言功能[12, 13]。雖然目前尚無確切的證據證明島葉在語言形成功能中單獨發揮作用，學術界對Broca區是否真正在額下回后部仍持有懷疑態度，Price等認為Broca很可能在前島葉中[14, 15]。但普遍認為，相比后島，左前島在語言中的作用更為重要[4]。
情緒改變在以往島葉功能相關的報道中較少見。本組患者島葉電刺激時，出現情緒波動的觸點有4個，主要表現為暴躁、易怒，出現情緒癥狀的區域主要集中于島前葉前、中回。報道稱島葉與杏仁核聯系中斷可致以情感——情緒為內容的感覺經歷，島葉與前扣帶回聯系障礙可致邊緣系統的始動行為缺失；島葉與額葉聯系中斷可致意志行為缺失[11]。另有文獻指出，前島葉參與對面部情感的識別和對他人疼痛感受的調節, 以及從事氣味與情緒間的整合[16]。因此我們推測，島葉在情緒調節方面可能起相當重要的地位，島葉可能有促進島葉前部皮質整合情感和行為的作用[8]。據此可以解釋情緒癥狀和島葉前部之間的關系。
另外，我們的臨床研究過程中發現給予島葉上后島腹側4個觸點電刺激，并經過反復驗證，出現癡笑癥狀。該受試患者最后證實為TLE患者，癡笑亦非其慣常發作的表現，僅在島葉電刺激過程中出現。根據以往的經驗和報道，我們知道癡笑發作作為癲癇的一種發作形式，其發生多與下丘腦錯構瘤有關，也可見于顳葉或額葉病灶所致的癲癇[17, 18]。而島葉在癡笑中的作用鮮少有報道，其機制有待進一步研究。
島葉具有獨立的致癇性，且屬于致癇體系的一部分，與各個腦葉之間存在廣泛的纖維聯系，有研究者認為在這個體系中主要有3種癲癇發作傳播方式[19]，即：①顳-外側裂-島葉網絡，主要包括島葉和額、頂和顳部島蓋；②顳-邊緣-島葉網絡，主要包括顳葉內側結構和島葉；③眶額-島葉內側網絡，主要包括眶額及島葉內側。可見島葉在TLE傳播途徑中也常常作為一個重要的中轉結構。
島葉癲癇日漸引起學術界廣泛的重視，對其定位和功能的認識在準確判斷、評估島葉癲癇的過程中發揮著極大的作用。目前對于島葉癲癇的癥狀學、影像學及腦電圖學的表現尚無一個統一的認識，且島葉致癇網絡的存在在癲癇外科中更經濟、安全、準確的評估島葉癲癇以及合理的治療方法均有重要意義。Isnard等[4]發現島葉癲癇多以復雜部分性發作為主，序貫以喉部緊縮感、呼吸困難為起始后出現構音障礙、局部抽搐為終止的特點，且同一病例每次發作的運動癥狀并不完全刻板。
總結我科室目前的mapping結果，我們歸納總結島葉的功能有如下：①常無意識障礙并保留與周圍環境的交流能力；②感覺異常，多為觸電感或疼痛、麻木，較廣泛分布于對側面部或/和對側肢體；③咽喉部不適，多表現為喉部緊縮感，乃至呼吸困難；④發音困難或構音障礙，甚至表現為失語；⑤情感的變化，多表現為暴躁、易怒；⑥其他特殊的表現，如癡笑。由于SEEG在國內廣泛應用歷史不長，置入到島葉上的觸點有限，且于島葉表面上觸點覆蓋不完全，目前我們得出的結論尚有一定的局限性。隨著將來病例數的累積，島葉皮層觸點的增多，將會有更豐富的經驗和研究分享。
癲癇的定位診斷在癲癇外科中尤為重要，解剖-電-臨床之間的密切關系為癲癇的定位診斷提供了有力證據和極高的推斷價值。島葉癲癇在過去一直被人們忽視，直至近幾年才逐漸引起人們注意，但常又有過于泛島葉化的趨勢。因此，明確島葉的生理功能對于島葉癲癇的診斷鑒別有著重要意義。
島葉作為大腦五大腦葉之一，其功能卻并不為大多數人所熟稔。究其原因，多與其解剖特殊性有關。島葉呈倒立的三角錐形外觀，位于外側裂深部，上方覆之以額蓋、顳蓋和頂蓋。且其表面被大腦中動脈及其分支血管所構成的血管墻所覆蓋，錯綜復雜，外科操作棘手。島葉皮質分別以上、前、下環島溝為界區分于周圍腦葉，上環島溝與前環島溝的交點為前島點，與下環島溝的交點為后島點。島葉上有一條明顯的，也是島葉上最深的腦溝，即島葉中央溝，此溝在影像學上的顯像率為100%，中央溝將島葉分為前小葉和后小葉。前小葉(3~5個島回)由3個主要的島短回(前、中、后短回)和島橫回、島附回組成，島橫回及島附回形成島極，3個主要的島短回構成島頂，是離大腦皮層最近的區域；后小葉由2個長回(前長回及后長回)構成。島葉皮質下白質為最外囊，兩側覆蓋屏狀核、外囊、殼核和蒼白球[1-3]。
在我科部分患有藥物難治性癲癇的患者，因病情需要，行立體定向電極置入，其中部分電極觸點位于島葉，在監測過程中對患者島葉電極觸點進行電刺激。結合患者電極觸點位置及電刺激臨床表現，對島葉進行功能評定。
資料與方法
1 一般情況
2013年12月-2015年9月因藥物難治性癲癇行立體腦電圖檢查患者共90例，根據病情需要其中12例患者部分電極觸點置入或恰巧位于島葉上(圖 1)。12例患者中男8例，女4例，年齡10~29歲；病史7~22年。正規服用3種及3種以上抗癲癇藥物控制不佳。發作形式主要有單純部分性發作、復雜部分性發作及繼發GTCS發作；發作頻率為數次/天~數次/月不等。島葉影像學上均未見明顯異常，視頻腦電監測未能明確定位，需行顱內立體定向電極置入術以進一步確認致癇灶起源。
圖1
經島葉電極觸點還原于MRI上
2 入組標準
行SEEG電極置入后，納入位于島葉上的所有觸點，并且排除電刺激時出現后放電的觸點[4]。
3 Brain mapping數據獲得
影像資料的獲得:飛利浦3.0 T頭顱三維磁共振，包括T1序列、T2序列及Flair序列，2 mm無間距軸位薄掃及頭顱磁共振動靜脈成像(MRI、MRV)。腦功能電刺激，由擁有豐富經驗的醫生實施，使用OSIRIS Neuro Stimulator刺激儀，采用雙相波，波寬50~200μs，頻率50 Hz，刺激時間10 s，脈沖80 V，給予最大刺激電流18 mA，最小刺激電流1 mA，記錄刺激的觸點、電流大小、后放電情況以及相應的臨床表現。
4 數據的處理和利用
患者顱內立體定向電極置入后，行長程視頻腦電監測，在監測過程中選擇適當的時候進行電刺激，將刺激結果記錄在案。根據患者MRI、CT將對應的觸點還原至每個患者相應的解剖位置，做散點圖。
結果
12例藥物難治性癲癇患者經無創術前評估，內外科聯合討論制定埋藏方案進行埋藏后，23根電極有部分觸點位于島葉，觸點共計176個，其中22個觸點因刺激時出現后放電被排除, 入組觸點總數為154個。島葉島中央溝在影像學上100%顯現(圖 2)，以島中央溝為界，將島葉分為前島和后島，觸點多集中于前島中、后短回及后島前長回，患者島葉立體定向電極的位置及相應的癥狀進行統計分析，見表 1。
圖2
島葉結構在MRI上的顯現?A?前島葉; B?后島葉; C?島中央溝; D?前環島溝; E?上環島溝; F?下環島溝
表1
患者島葉立體定向電極的位置及相應癥狀的統計
經電刺激后共有29個觸點(18.83%)可刺激出感覺異常；12個觸點(7.79%)出現喉部不適；4個觸點(2.60%)出現呼吸改變；4個觸點(2.60%)出現情緒變化；8個觸點(5.20%)出現惡心嘔吐、心慌；10個觸點(6.50%)出現腹部不適；4個觸點(2.60%)出現癡笑；3個觸點(1.95%)出現失語；出現認知的改變有2個觸點(1.30%)。在島葉經電刺激出現癥狀的所有觸點里，內臟的運動和感覺所出現癥狀的觸點共計38個(24.68%)，大部分集中于島葉中部。這些癥狀包括咽喉部的不適(緊縮感)、唾液腺的大量分泌，呼吸改變乃至恐懼、窒息感，或出現胸骨后、腹部的壓迫感和/或伴有惡心心慌。以上結果還原于影像上即表現如圖 3。
圖3
不同臨床癥狀在島葉上的分布位置
討論
我們所選取島葉上的觸點部分于電刺激后出現臨床癥狀，排除出現后放電的觸點，認為電刺激該觸點時的癥狀產生于觸點接觸的局部解剖部位。對島葉中后部，即前島中短回、前島前短回后半部和后島前長回前部進行電刺激時，可出現軀體的麻木，部分區域可引起喉部緊縮感、腹部不適、惡心、心慌等內臟感覺癥狀。根據島葉細胞構筑的特點，島葉中央區主要為乏顆粒區，聯系纖維主要投射到第二軀體感覺區、杏仁核、紋狀體、額葉等區域，島葉后部多為顆粒區，同樣投射至第二軀體感覺區等其他區域[5-8]，故我們推測刺激島葉中后部應該會出現軀體感覺癥狀、部分額葉癥狀以及與杏仁核功能相關的心慌等自主神經功能癥狀。我們于島葉中后部刺激的結果也證實了這點。Stephani等[9]對島葉中后部進行電刺激的結果與我們的結果相類似，刺激島葉中后部引起了軀體感覺、熱痛知覺、內臟感受及味覺的改變。Craig [10]在總結以往mapping結果后發現進行該區域的電刺激后, 內臟感覺、軀體感覺會隨著胃運動、呼吸、心率等變化而發生改變。
我們在前島中部近上環島溝處給予電刺激，患者出現發聲困難、運動性失語的情況。以往有研究提示島葉在解剖結構上與Broca區、弓狀束和聽覺語言區關系密切，且島葉與顳葉存在傳入、傳出纖維的密切聯系[11]，而我們知道左側顳葉也是基本語言功能區。另外，局限于前島部的腦卒中患者可出現發音啟動困難、非流利性語言障礙及復述障礙，說明前部島葉直接參與語言功能[12, 13]。雖然目前尚無確切的證據證明島葉在語言形成功能中單獨發揮作用，學術界對Broca區是否真正在額下回后部仍持有懷疑態度，Price等認為Broca很可能在前島葉中[14, 15]。但普遍認為，相比后島，左前島在語言中的作用更為重要[4]。
情緒改變在以往島葉功能相關的報道中較少見。本組患者島葉電刺激時，出現情緒波動的觸點有4個，主要表現為暴躁、易怒，出現情緒癥狀的區域主要集中于島前葉前、中回。報道稱島葉與杏仁核聯系中斷可致以情感——情緒為內容的感覺經歷，島葉與前扣帶回聯系障礙可致邊緣系統的始動行為缺失；島葉與額葉聯系中斷可致意志行為缺失[11]。另有文獻指出，前島葉參與對面部情感的識別和對他人疼痛感受的調節, 以及從事氣味與情緒間的整合[16]。因此我們推測，島葉在情緒調節方面可能起相當重要的地位，島葉可能有促進島葉前部皮質整合情感和行為的作用[8]。據此可以解釋情緒癥狀和島葉前部之間的關系。
另外，我們的臨床研究過程中發現給予島葉上后島腹側4個觸點電刺激，并經過反復驗證，出現癡笑癥狀。該受試患者最后證實為TLE患者，癡笑亦非其慣常發作的表現，僅在島葉電刺激過程中出現。根據以往的經驗和報道，我們知道癡笑發作作為癲癇的一種發作形式，其發生多與下丘腦錯構瘤有關，也可見于顳葉或額葉病灶所致的癲癇[17, 18]。而島葉在癡笑中的作用鮮少有報道，其機制有待進一步研究。
島葉具有獨立的致癇性，且屬于致癇體系的一部分，與各個腦葉之間存在廣泛的纖維聯系，有研究者認為在這個體系中主要有3種癲癇發作傳播方式[19]，即：①顳-外側裂-島葉網絡，主要包括島葉和額、頂和顳部島蓋；②顳-邊緣-島葉網絡，主要包括顳葉內側結構和島葉；③眶額-島葉內側網絡，主要包括眶額及島葉內側。可見島葉在TLE傳播途徑中也常常作為一個重要的中轉結構。
島葉癲癇日漸引起學術界廣泛的重視，對其定位和功能的認識在準確判斷、評估島葉癲癇的過程中發揮著極大的作用。目前對于島葉癲癇的癥狀學、影像學及腦電圖學的表現尚無一個統一的認識，且島葉致癇網絡的存在在癲癇外科中更經濟、安全、準確的評估島葉癲癇以及合理的治療方法均有重要意義。Isnard等[4]發現島葉癲癇多以復雜部分性發作為主，序貫以喉部緊縮感、呼吸困難為起始后出現構音障礙、局部抽搐為終止的特點，且同一病例每次發作的運動癥狀并不完全刻板。
總結我科室目前的mapping結果，我們歸納總結島葉的功能有如下：①常無意識障礙并保留與周圍環境的交流能力；②感覺異常，多為觸電感或疼痛、麻木，較廣泛分布于對側面部或/和對側肢體；③咽喉部不適，多表現為喉部緊縮感，乃至呼吸困難；④發音困難或構音障礙，甚至表現為失語；⑤情感的變化，多表現為暴躁、易怒；⑥其他特殊的表現，如癡笑。由于SEEG在國內廣泛應用歷史不長，置入到島葉上的觸點有限，且于島葉表面上觸點覆蓋不完全，目前我們得出的結論尚有一定的局限性。隨著將來病例數的累積，島葉皮層觸點的增多，將會有更豐富的經驗和研究分享。
